Что лучше серверный процессор или обычный. Серверные процессоры: разновидности и особенности. Серверный процессор в домашнем компьтере

Серверное оборудование в отличие от домашних систем обладает высокой надёжностью и производительность. На серверах могут располагаться десятки тысяч сайтов, он должен работать без остановки годами, в то время как нагрузка на домашнюю систему в разы меньше. Чтобы обеспечить высокую надёжность и вычислительную мощность серверного оборудования разработчиками применяются различные системы термоконтроля, а охлаждение установлено практически на каждом важном узе (не только на видео карте и процессоре, как на домашних ПК).

Кроме того, стоит знать, что серверные устройства позволяют производить замену важных комплектующих без выключения питания, то есть во время работы. Система оснащается огромным количеством датчиков и тестирующих программ, которые в случае выхода из строя той или иной детали выдадут сообщение администратору с просьбой замены. Сама замена произойдёт без потери данных и выключения питания, то есть все сайты на сервере будут всё время доступны.

Стоимость компонентов для серверов

Стоит учитывать, что серверы должны быть очень надёжными, коммерческий урон из-за неисправности сервера и простоя во время ремонта может доходить до миллионов рублей, поэтому производители делают серверное оборудование суперпроизводительным и надёжным. Любой серверный компонент на порядок дороже своего аналога из мира потребительской компьютерной электроники.

Например, позволят с легкостью собрать высокопроизводительную профессиональную станцию.

Модель MBD-X10DRI-LN4+-OE-ATX оснащена двумя сокетами Socket 2011, с поддержкой процессоров Intel Xeon E5-2600 v3 (установлены на суперкомпьютерах последних поколений из США и Китая).

Плата поддерживает до 24 разъёмов памяти нового стандарта DDR4 и работает с общим объёмом ОЗУ 1,5 ТБ. Как видите, разница с топовым домашним ПК, на который можно установить максимум 4 слота ОЗУ с объёмом не более 64 ГБ поражает.

Кроме того, стоит помнить, что для сервера крайне важна быстрая работа с сетью, поэтому и устанавливаются обычно гигабитные.

В отличие от рабочих станций на серверах не устанавливают много разъёмов USB, обычно ограничиваясь одним или двумя портами.

Отличие серверных материнских плат от пользовательских

Серверные материнские платы должны обеспечивать высокоскоростные приём и передачу данных, здесь нет необходимости располагать аудиоразъёмы, даже выход на монитор обычно один и тестовый (стандарта VGA), для первоначальной установки ОС. Кстати, в серверах применяются или системы от Microsoft, или же разнообразные варианты UNIX.

Для серверных станций обычно применяются процессоры от корпорации Intel. На данный момент актуальными являются семейства:

Intel Xeon E7 (сокет LGA1567);
Intel Xeon E5 (сокет FCLGA2011-3);
Intel Xeon E3 (сокет FCBGA1440);
Intel Xeon D (сокет FCBGA1667);
Intel Itanium (сокет LGA1248);
Intel Atom (сокет UTFCBGA1380).

У каждого из этих процессоров свои параметры, например серия E7 имеет до 45 ядер и кеш память в 45 Мб, кроме того, поддерживает до 2ТБ оперативной памяти.

Требования к обслуживанию серверных станций

Все устройства, работающие в качестве сервера, на голову опережают пользовательскую технику по производительности и мощности. Однако и стоят они прилично, ведь им приходиться работать длительное время без выключения и отдыха. Стоит знать, что серверная техника должна качественно обслуживаться. В помещении должно быть минимум пыли, обеспечиваться постоянное кондиционирование. Так, внутренние охлаждающие системы получают уже кондиционированный воздух и проще справляются с нагревом элементов сервера. Питание серверных станций должно иметь несколько резервных линий и в случае аварии сервер не должен выключаться, автоматика должна перевести его на бесперебойный источник питания, запитанный через резервную линию энергоподачи.

Серверные станции требуют круглосуточного мониторинга состояния компонентов (на каждом, критически важном узле есть датчик температуры и его работы), чтобы администратор или техническая служба при получении сообщения об аварии незамедлительно заменили вышедший из строя компонент «горячим способом», не выключая питание аппаратуры.

Некоторые из задач сервера:

управления, хранения и обработки больших данных, обеспечения их целостности;
работы с многими клиентами одновременно. Представьте, сервер играет роль терминала, на котором установлены всё необходимое программное обеспечение. Все вычисления также выполняются на нем же. Т.е. не нужны мощные компьютеры в офисе и обслуживание большого числа ПО (установка обновление и прочее) все в одном централизованном месте.

Отсюда следует , что архитектура направлена на как можно более эффективное управление сетевыми ресурсами, и обменом данных с серверным оборудованием (сетевые карты, диски, RAID-контроллерами и пр.) Процессоры настольных ПК/ноутбуков предназначены больше для «бытовой» многозадачности — для запуска многих программ и браузеров/вкладок одновременно. Они также предназначены для перемещения данных (медленно) из множества низкоскоростных периферийных устройств: клавиатур, мышей, USB-устройств, внешних жестких дисков, CD и DVD и BluRay дисков и другое. Эти процессоры предназначены для того, чтобы делать разные вещи или много мелких вещей для одного пользователя, отсюда вообще то и название персональный компьютер.

НАДЕЖНОСТЬ

Самое главное требование к серверу, чтобы он свои задачи выполнял 24 часа в сутки, 7 дней в неделю и прочее, понятно к чему я клоню. Контроль качества у серверных CPU намного более тщательный. Они проходят через все виды испытаний стрессовых условий: работа при более высоких температурах и высокой вычислительной нагрузки. Так как они должны быть рассчитаны, на работу в течение длительных периодов времени при 100% устойчивых нагрузок. Например AMD оценивает рабочий цикл линейки Opteron 5 лет при 100% нагрузке 24 / 7 против трех лет для настольных чипов.

Надежность серверов обеспечивается не только хорошим ОТК, но и рядом программных и аппаратных специальных решений:

Повышенная стойкость памяти к сбоям, за счет интенсивного контроля за ошибками и коррекции ошибок (ECC), на всех уровнях памяти (кеш, ОЗУ)
Дублирование и резервирование критически важных устройств (блоков питания, жестких дисков, систем охлаждения)
Введение дополнительных датчиков контроля технических параметров (тахометры, датчики температуры)
Наличие сторожевого таймера, который перезагрузит процессор при зависании

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Количество ядер. Серверные процессоры имею больше ядер (до 12), хотя ни один настольный процессор на данный момент не предлагает больше 8.
Возможность эффективно функционировать в многопроцессорных системах
Больший объем Кэша L1, L2, L3
Поддержка большей оперативной памяти, даже старые версии серверных процессоров поддерживают 144 гигабайта оперативной памяти

Как видите технические различия описал абстрактные и без точных цифр, больше меньше, но насколько? Давайте рассмотрим конкретный пример. Берем топовый Intel Core i7 и XEON.

Резюмируем: пропускная способность системной шины в два раза больше, объем кэша больше в 6 раз, возможно подключить 768 ГИГАБАЙТ ОПЕРАТИВНОЙ ПАМЯТИ, и поддержка ECC — контроля за ошибками и коррекции ошибок. Но есть и другая сторона медали, это больше габаритные размеры, потребляемая мощность, и почти в 9 раз дороже.

Наиболее знаменитые представители серверных CPU, известных широкому кругу пользователей именно благодаря настольным процессорам — линейка от Intel Xeon и AMD Opteron. На этом рынке есть еще очень значимые игроки — это IMB (линейка POWER), совместная работа Intel и Hewlett Packard (HP) Inanium, Sun Microsystems — процессор UltraSPARC.

Многие ошибочно полагают, что сервер ничем не отличается от обычного настольного компьютера. Практически на любой компьютер, удовлетворяющий минимальным требованиям к оборудованию, можно установить серверную операционную систему. Но это факт все равно не сделает ПК настоящим сервером. Даже если вы поставите самый быстрый процессор, жесткий диск большой емкости и много ОЗУ, данный компьютер все равно не заменит сервер. Причина кроется в сути, Пк и серверов разработаны для различных целей. Рассмотрим основные отличия, не затрагивая при этом

Функциональные различия

Некоторые из задач сервера:

управления, хранения и обработки больших данных, обеспечения их целостности;
работы с многими клиентами одновременно. Представьте, сервер играет роль терминала, на котором установлены всё необходимое программное обеспечение. Все вычисления также выполняются на нем же. Т.е. не нужны мощные компьютеры в офисе и обслуживание большого числа ПО (установка обновление и прочее) все в одном централизованном месте.

Отсюда следует, что архитектура серверных процессор направлена на как можно более эффективное управление сетевыми ресурсами, и обменом данных с серверным оборудованием (сетевые карты, диски, RAID-контроллерами и пр.)
Процессоры настольных предназначены больше для «бытовой» многозадачности — для запуска многих программ и браузеров/вкладок одновременно. Они также предназначены для перемещения данных (медленно) из множества низкоскоростных периферийных устройств: клавиатур, мышей, USB-устройств, внешних жестких дисков, и BluRay дисков и другое. Эти процессоры предназначены для того, чтобы делать разные вещи или много мелких вещей для одного пользователя , отсюда вообще то и название персональный компьютер.

Надежность

Самое главное требование к серверу, чтобы он свои задачи выполнял 24 часа в сутки, 7 дней в неделю и прочее, понятно к чему я клоню. Контроль качества у серверных CPU намного более тщательный. Они проходят через все виды испытаний стрессовых условий: работа при более высоких температурах и высокой вычислительной нагрузки. Так как они должны быть рассчитаны, на работу в течение длительных периодов времени при 100% устойчивых нагрузок. Например AMD оценивает рабочий цикл линейки Opteron 5 лет при 100% нагрузке 24 / 7 против трех лет для настольных чипов.

Надежность серверов обеспечивается не только хорошим ОТК, но и рядом программых и аппаратных специальных решений:

Повышенная стойкость памяти к сбоях, за счет интенсивного контроля за ошибками и коррекции ошибок (ECC), на всех уровнях памяти (кеш, ОЗУ)
Дублирование и резервирование критически важных устройств (блоков питания, жестких дисков, систем охлаждения)
Введение дополнительных датчиков контроля технических параметров (тахометры, датчики температуры)
Наличие сторожевого таймера, который перезагрузит процессор при зависании

Технические характеристики

Количество ядер. Серверные процессоры имею больше ядер (до 12) , хотя ни один настольный процессор на данный момент не предлагает больше 8.
Возможность эффективно функционировать в многопроцессорных системах
Больший объем Кэша L1, L2, L3
Поддержка большей оперативной памяти, даже старые версии серверных процессоров поддерживают 144 гигабайта оперативной памяти

Резюмируем: пропускная способность системной шины в два раза больше, объем кэша больше в 6 раз, возможно подключить 768 ГИГАБАЙТ ОПЕРАТИВНОЙ ПАМЯТИ, и поддержка ECC — контроля за ошибками и коррекции ошибок. Но есть и другая сторона медали, это больше габаритные размеры, потребляемая мощность, и почти в 9 раз дороже.

Маркетологи активно вливают в уши потребителей информацию о количестве ядер в процессорах. Складывается впечатление, что если установить , то получится очень мощная игровая система. Насколько Вы должны знать – цены на комплектующие для серверного сегмента рынка очень разнятся с решениями для домашнего или офисного оборудования. Что же получится, если установить 12-ядерный CPU Xeon E5 в «обычный» компьютер для повседневных задач? Сегодня мы ответим на Ваш вопрос.

Как говорится – всё познаётся в сравнении. Мы протестируем быстродействие двух компьютеров в разных задачах: играх, бенчмарках и ресурсоёмких «боевых/реальных» приложениях. Серверные CPU обычно ориентированы на использование в многопроцессорных системах, но и в десктопах на материнских платах «ASUS X99-Deluxe» и «ASUS Rampage V Extreme» наш E5-4650 завёлся без проблем. Причём не пришлось тратиться на память – он отлично работает и с простой небуферизованной DDR4 SDRAM .

Не будем больше тянуть и представим номинантов сегодняшней битвы: Intel Xeon E5-4650 v3 (Haswell-EP, 12 ядер + Hyper-Threading, 2.0 - 2.6 ГГц, L3-кеш 30 МБ) и Intel Core i7-5960X Extreme Edition (Haswell-E, 8 ядер + Hyper-Threading, 3.0 - 3.5 ГГц, L3-кеш 20 МБ). Номинанты устанавливались на материнскую плату «ASUS X99-Deluxe» с 4 модулями DDR4-2133 по 4 ГБ. Система хранения представлена SSD накопителем Crucial M550 512 ГБ. Дискретной видеокартой был . Сравнение производительности проводилось под управлением операционной системы Microsoft Windows 8.1 Pro x64.

Первым делом мы прогнали утилиты «синтетического» тестирования производительности . Ими выступили «PCMark 8 Pro » и «3DMark Pro » от Futuremark. Первая программа запускалась в режимах «Home», «Work» и «Creative». Три этих сценария имитируют нагрузку обычного домашнего компьютера, офисного использования, развлечений и работы с мультимедиа контентом соответственно. «3DMark Pro» известен своей оптимизацией под многоядерные системы, но результаты обеих утилит показывают, что серверный процессор в игровой компьютер – выбор нерациональный.

Для сравнения скорости в приложениях мы отобрали несколько «тяжёлых» пакетов с оптимизацией под несколько потоков, которые должны по максимуму загрузить процессоры и показать реальное положение дел. «3DS Max 2015» занимался финальным рендерингом одного кадра Space_flyby. «Finereader 12.0» переводил в текстовый форма заранее отсканированный текст с большим количеством формул и графиков. «Photoshop CC 2014» обрабатывал несколько 24-мегапиксельных кадра с цифровой камеры заранее подготовленным скриптом. «WinRAR 5.1» настолько любил архивировать, что и на этот раз упаковывал папку с данными различных форматов объёмом в 1,7 ГБ. «x264» занимался кодированием AVC файла с исходным битрейтом порядка 30 Mbit/s (1080p и 50fps).

По итогам замеров серверный Intel Xeon обогнал Core i7 лишь в 2-х приложениях. Итоговое положение E5-4650 завидным не назовёшь – большое отставание при значительно большей стоимости. Однако не забывайте, что Xeon’у поручены несвойственные для него задачи . Чтобы выполнить «план максимум» – проверим производительность систем в реальных играх, хотя тест в 3DMark нам уже многое сказал.

Отметим, что обычно максимальная нагрузка в современных играх ложится на графическую карту . Ввиду этого ждать большого отрыва одной конфигурации от дугой в высоких разрешениях (1920*1080) не приходится. Поэтому мы выполнили сравнение в этих же игровых приложениях при несколько меньшем разрешении – 1280*800 (фактически это аналогично установке более мощной карты без снижения разрешения). Результаты поражают.

Итог вполне предсказуем – использовать серверный процессор в игровом компьютере нелогично. За гораздо большую стоимость владелец покупает меньшую по производительности систему. Так что, Intel Xeon E5-4650 отправляется на своё законное место – в многопроцессорную серверную материнскую плату и продолжает «служить родине» в свойственных ему задачах. В одном лишь E5 сегодня выиграл – в энергопотреблении под нагрузкой (утилитой ). Конечно, замерялось потребление тестового стенда целиком (без монитора). Влияние КПД блока питания (80 Plus Platinum) должно быть минимальным. Гораздо логичней - на CPU потратить несколько меньшую сумму, чем стоимость серверного процессора, но купить видеокарту ТОПового сегмента, к примеру - новинку 2017 года .

Процессоры продаются уже больше 15 лет, но до сих пор у пользователей остаются вопросы относительно зоны их применения. Многие считают, что дорогие многоядерные серверные чипы могут ускорить выполнение «домашних» задач и увеличить производительность в играх, а бизнесмены надеются на возможность использования процессоров в рабочих станциях. Чем же отличаются Xeon от «домашних» аналогов?

Поддержка ЕСС

Самой старой особенностью Xeon является поддержка памяти. Защита от однобитовых ошибок крайне важна для систем, работающих круглосуточно. Некоторые мейнстримовые процессоры тоже поддерживают коррекцию «на лету», но гарантировано работает она только на серверном оборудовании.

Использование нескольких процессоров

Многопроцессорность является привилегией Xeon, способного координировать распределение нагрузки между несколькими CPU. Обычные Core на такое не способны. Возможность работы в связке обозначена в первой цифре названия: E3 1246 V3 (1 – в паре не работает), E5 4627 V2 (4 – до 4-ёх процессоров). Каждый Xeon имеет собственный PCI-Express контроллер, поддерживающий определённое количество линий, поэтому их связки повышают эффективность использования PCIe сопроцессоров типа Nvidia Tesla или в определённых конфигурациях.

Многоядерность

Некоторые серверные процессоры обладают большим количеством физических ядер, вплоть до 18. Обратной стороной медали является относительно низкая частота каждого отдельного ядра. Эффективность зависит от способности программного обеспечения "распараллеливаться".

Виртуализация

Поддержка также является одной из сильнейших сторон серверного железа, но современные комплектующие позволяют получить её и на домашней системе, потратив некоторое время на поиск совместимых компонентов.

Вывод

Многоядерный Xeon не сможет увеличить производительность вашей домашней системы. Современные игры рассчитаны на обычные процессоры, имеющие 2-4 ядра с высокой рабочей частотой, поэтому 14 из 18 серверных ядер, каждое из которых медленнее аналогов из Core, будут простаивать и не принесут никакой пользы.

Разгон также не применим. Множитель у Xeon заблокирован, а серверные материнские платы не предоставляют необходимых опций. При проектировании подобных комплектующих в первую очередь заботятся об их надёжности и долговечности, а нештатное повышение частоты увеличивает риск выхода из строя.

Серверные комплектующие хороши для многопоточной обработки данных и для обеспечения надёжности. Процессоры Xeon мощны, но не предоставляют преимущества по производительности для домашнего компьютера и стоят намного дороже.